Cette semaine dans la revue du Web :
- Un extrait du fascinant documentaire « Absolute Zero », produit par la BBC Four, illustrant une des propriétés les plus surprenantes de l’hélium à très basse température, la superfluidité ;
- Le « Lava Project », de l’université de Syracuse, où la lave artificielle rencontre la glace et se fige en d’étonnantes sculptures ;
- La beauté émouvante des machines à usiner, entre un ballet de copeaux d’acier et l’usinage de moteur de type V8 ;
- L’arrivée du rover Curiosity sur la planète Mars, filmée par la caméra de descente MARDI ;
- Un Tee-shirt à réalité augmentée, donnant vie à un monstre rendu célèbre par une non moins célèbre saga cinématographique ;
- Le gadget (inutile ?) de la semaine : une petite amie… virtuelle, une autre manière d’appréhender la réalité augmentée ;
- En bonus, une photo d’une explosion nucléaire, prise moins d’une milliseconde après la detonation.
L’hélium superfluide
Pour débuter cette trentième revue du web, commençons par une vidéo illustrant à merveille l’une des caractéristiques les plus surprenantes de l’hélium à très basse température, à savoir sa superfluidité. Extrait d’un documentaire en deux parties intitulé « Absolute Zero » et produit par la BBC Four, fleuron culturel de la « British Broadcasting Corporation », documentaire ayant pour but de retracer la conquête du zéro absolu à travers une partie de l’Histoire des Sciences, la vidéo qui suit se consacre à cette propriété de l’hélium, découverte il y a plus de 75 ans par le physicien russe Piotr Leonidovitch Kapitsa.
La superfluidité de l’hélium-4 est la capacité qu’a ce gaz noble, pratiquement inerte, à s’écouler sans viscosité à travers des canaux capillaires ou des fentes de très petite taille, et ce à très basse température. En effet, en dessous du point lambda, équivalent à une température de -270,98 degrés Celsius, l’hélium se voit soumis à une transition de phase. L’hélium, se trouvant à l’état liquide, passe à un nouvel état dont les propriétés nous intéressent ici. Outre son absence totale de viscosité, l’hélium superfluide présente une conductivité thermique théoriquement infinie, ainsi que des tourbillons à la vorticité quantifiée. Les scientifiques ont rapidement fait le rapprochement entre cet état et la supraconductivité, phénomène apparaissant à très basse température entrainant l’absence totale de résistance électrique, ainsi que l’expulsion du champ magnétique à l’intérieur même du supraconducteur, le fameux effet « Meissner ».
Le phénomène de superfluidité est également intimement lié et correspond à un condensat de Bose-Einstein, état prédit il y a près de 90 ans par Albert Einstein généralisant les travaux du physicien indien Satyendranath Bose, qui découvrit et donna son nom aux bosons. Cet état de la matière formé de bosons à très basse température, est caractérisé par une fraction macroscopique d’atomes dans l’état quantique de plus basse énergie. Les atomes d’hélium-4 sont des bosons, qui ne se retrouvent pourtant qu’à hauteur d’environ 10 % dans le condensat, la répulsion entre les atomes restant très forte même à des températures aussi faibles.
Lorsque la lave rencontre la glace
La fascination pour les volcans en activité est sans borne, et les idées ainsi que les protocoles expérimentaux ne manquent pas pour éprouver et tester la nature brute dans toute sa splendeur. Après l’expérience « vintage » postée dans la revue du web précédente, mettant en scène le volcan bouclier éthiopien Erta Ale, situé dans la vallée du grand rift, et… un sac poubelle, voici une vidéo mise en ligne par des universitaires et scientifiques américains, illustrant une expérience qu’ils ont conduite il y a près d’un an et demi.
Sobrement intitulé « Lava Project » par les étudiants de l’université de Syracuse (État de New-York), le projet est en fait une collaboration entre le sculpteur américain Bob Wysocki et le géologue Jeff Karson, tous deux enseignants dans cette même université. Le 22 janvier 2011 eut lieu le cinquième écoulement de lave « artificielle » (la lave est ici une lave faite maison, créée pour l’occasion) dans le cadre du Lava Project, le plus réussi à ce jour selon l’aveu même des scientifiques en charge de l’opération. La consistance de la lave, son volume, la durée de l’écoulement, sa viscosité et sa structure ont été parfaits ce jour-là. La lave basaltique a été versée sur un bloc de glace d’une quinzaine de centimètres d’épaisseur, provoquant une réaction capricieuse à la beauté toute naturelle, les propriétés de la lave produisant une sculpture pour le moins spectaculaire, faite de bulles et de lave peu à peu solidifiée.
La température de la lave au début de l’expérience est initialement de 1371 degrés Celsius, pour une température extérieure de 12 degrés. Les objectifs du « Lava Project » sont à la fois scientifiques, artistiques et éducationnels.
La beauté fascinante des machines à usiner
Pas convaincu que l’on puisse trouver de la beauté dans quelque chose d’aussi brute et prosaïque qu’une machine à usiner ? Conçu pour faire des trous dans de l’acier, le « Mega Muscle Drill » 8.0x5D de la société japonaise OSG se trouve à priori assez loin de toutes considérations purement esthétiques. Pourtant, lorsqu’on y regarde de plus près et en slow-motion comme dans les deux vidéos qui suivent, le miracle se produit. Au fur et à mesure que la mèche s’enfonce dans le bloc d’acier ou de fonte ductile, le ballet des copeaux d’acier ou de fonte se met en place, expulsés du bloc principal. La pénétration des deux blocs se fait à la vitesse de 3183 rpm (« revolutions per minute », tours par minute). L’alimentation, elle, se fait à 60 ipm (« inch per minute », pouces par minute), soit environ un mètre cinquante par minute pour la première vidéo, et à 118,6 ipm pour pénétrer la fonte ductile, soit un chargeur de plus de trois mètres par minute.
Outre les engrenages ou autres pièces mécaniques dites « traditionnelles », une machine à usiner permet de produire des éléments aussi complexes que les fameux moteurs de type V8, moteur à explosion à huit cylindres disposés en deux rangées de quatre cylindres disposées en « V » au dessus du vilebrequin.
Descente de Curiosity sur Mars
Difficile de passer à côté de cette information tant l’accomplissement est majeur : le rover Curiosity s’est posé sans encombre sur le sol martien il y a de cela près d’un mois. Lancé le 26 novembre 2011 par la NASA à l’aide d’une fusée de type Atlas V, le rover a pour missions d’analyser la composition minéralogique du sol de la planète rouge, de rechercher si un environnement favorable à l’apparition de la vie a existé, étudier la géologie de la zone d’atterrissage et enfin compiler des données météorologiques, ainsi que concernant les radiations atteignant le sol de la planète Mars.
La descente du rover est ici capturée par la caméra de descente MARDI (MArs Descent Imager), une caméra couleur dont la résolution utile est de 1600 par 1200 pixels, montée sous le châssis du rover Curiosity et chargée de cartographier le site d’atterrissage durant la descente vers le sol de la planète rouge. Uploadée à partir du rover, la vidéo comporte quinze images par seconde, la vitesse de la vidéo étant trois fois la vitesse réelle. L’impact du bouclier thermique est montré au ralenti et agrandi à la fin de la vidéo.
Détails amusants : la caméra MARDI avait été retirée de la charge utile de MSL (Mars Science Laboratory) lors des premiers arbitrages financiers courant 2007, avant d’être finalement et définitivement réintégrée au rover. Autre point intéressant : MARDI possède une carte mémoire d’une capacité de huit gigaoctets, alors que la sonde spatiale Mariner 4, lancée le 28 novembre 1964, retourna un total de… 634 kilooctets, dont 22 photos, pour un survol de la planète rouge qui aurait duré près de deux jours.
Tee-shirt à réalité augmentée
Fingerfunk, start-up basée à Stockholm, se lance dans la réalité augmentée par le biais d’un fabuleux tee-shirt pouvant s’animer une fois vu à travers le prisme d’une tablette numérique ou d’un smartphone fonctionnant sous iOS ou Android. L’animation, impressionnante de réalisme grâce à une profondeur particulièrement bien gérée, représente un « Chestburster » (« exploseur de poitrine »), stade embryonnaire du monstre rendu célèbre au cinéma par la tétralogie à succès Alien, avec Sigourney Weaver. Comme toujours avec la réalité augmentée, un modèle virtuel en trois dimensions du « Chestburster » vient se superposer à l’illustration originale du tee-shirt, laissant apparaître le fameux monstre faisant ce qu’il sait le mieux faire au monde, à savoir… sortir de la poitrine de celui qui le porte.
La démonstration vidéo a été réalisée à l’aide d’un iPad 2, utilisant un moteur de jeu bien connu des gamers, Unity, à la fois logiciel 3D temps réel et multimédia, ainsi qu’un moteur de jeu trois dimensions et qu’un moteur physique. L’animation est fluide, la vitesse de rendu bonne, caractéristiques d’une représentation 3D temps réel réussie. La plate-forme mobile Vuforia de Qualcomm rend l’ensemble possible sur technologies mobiles. Le Tee-shirt est en vente en ligne pour la modique somme de trente dollars.
Pourtant, les Suédois de Fingerfunk ne sont pas les premiers à s’être lancés dans l’aventure du tee-shirt à réalité augmentée, bien qu’un tel niveau de détails et de profondeur n’ait été que très rarement atteint auparavant. Basés à Édimbourg, les Écossais de Zappar, éditeur d’applications mobiles, ont développé toute une gamme de produits pouvant évoluer grâce aux technologies de réalité augmentée : allant du tee-shirt avec lequel on peut interagir (fonctionnant grâce à une simple reconnaissance d’images, en association avec la plate-forme de tee-shirts « Threadless »), et qui permet de lancer par exemple une animation ou un jeu vidéo relativement simple, jusqu’au bonnet dont le logo central rend possible l’insertion de masques fantaisistes qui s’animent et prennent vie lorsqu’ils sont vus à travers le prisme d’une tablette numérique, en passant par la littérature avec une gamme de livres aux illustrations elles aussi interactives, publiés chez Penguin English Library.
Le gadget (inutile?) de la semaine : la petite amie virtuelle
Pour conclure cette trentième revue du web, et pour rester dans le domaine de la réalité augmentée, nous vous présentons le gadget (inutile?) de la semaine, répondant au doux nom japonisant de Hatsune Miku. Un jeune Japonais féru de gadgets et joueur intensif de jeux vidéos en ligne (un « gamer »), las de se sentir si seul et incompris dans son mode de vie, a décidé de mettre à profit ses talents l’ayant mis au ban de la société pour… créer une petite amie virtuelle, à l’aide d’un capteur Kinect modifié et d’une paire de lunettes « virtuelles » audio et vidéo, idéales pour apprécier la réalité augmentée.
Le capteur Kinect, immense succès du fabricant Microsoft et initialement destiné à la console de jeux vidéos Xbox 360, permet de contrôler son jeu vidéo sans utiliser de manette, à l’aide d’une caméra reconnaissant les mouvements et les images. La lentille détecte à la fois les couleurs et la profondeur, et peut aussi suivre les déplacements. C’est la combinaison du capteur Kinect et des lunettes qui rend possible la naissance de cette petite amie virtuelle
L’amoureux en herbe a calqué le physique de sa création sur celui d’Hatsune Miku, une icône très populaire au Japon, et la voix provient d’un synthétiseur vocal nommé Vocaloid. La copine virtuelle suit son « amoureux », mais les interactions ne s’arrêtent pas là et peuvent devenir un peu moins basiques. Hatsune Miku pouffe lorsqu’on lui « caresse » la tête, elle court, danse, et ne se laisse pas faire lorsque le petit ami en vient à des gestes déplacés. Avis aux amateurs.
Bonus : photo d’une explosion nucléaire une milliseconde après la détonation
En bonus, voici la fascinante photo d’une explosion nucléaire, prise à seulement moins d’une milliseconde après la détonation. Prise lors de la série de tests atomiques dite « Operation Tumbler-Snapper », conduits par les Etats-Unis dans le désert du Nevada (à seulement une centaine de kilometres de Las Vegas…) du 1er avril au 5 juin 1952, le cliché a été pris par un appareil photo dit « Rapatronic » (contraction de « Rapid Action Electronic »), capable d’enregistrer une image avec un temps d’exposition aussi bref que dix nanosecondes.
Le cliché aurait été pris à une douzaine de kilomètres du site où eurent lieu les tests, et nous permet de distinguer facilement ce qui a été décrit par le physicien américain John Malik comme l’effet « rope-trick », les pointes que l’on peut apercevoir sous la boule de feu. On distingue aussi la tour du pas de tir derrière la boule de feu, dont le diamètre est à ce moment précis d’environ une vingtaine de mètres.
Par Moonzur Rahman, journaliste scientifique
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